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La neurociencia del autismo: nuevas pistas sobre cómo comienza la condición

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Los científicos de la Facultad de Medicina de la UNC revelaron cómo un gen en particular ayuda a organizar el andamiaje de las células cerebrales llamadas progenitores radiales necesarios para la formación ordenada del cerebro. Estudios anteriores han demostrado que este gen está mutado en algunas personas con autismo.

El descubrimiento, publicado en Neurona, ilumina los detalles moleculares de un proceso clave en el desarrollo del cerebro y se suma a la comprensión científica de la base biológica del trastorno del espectro autista (TEA), una condición vinculada al desarrollo del cerebro y que se estima que afecta a uno de cada 59 niños nacidos en los Estados Unidos .

"Este hallazgo sugiere que el TEA puede ser causado por interrupciones que ocurren muy temprano, cuando la corteza cerebral apenas comienza a construirse", dijo la autora principal del estudio, Eva S. Anton, Ph.D., profesora de biología celular y fisiología en el UNC School of Medicine y miembro del UNC Neuroscience Center y el UNC Autism Research Center.


La corteza cerebral, que en los humanos es responsable de las funciones cerebrales superiores, incluida la percepción, el habla, la memoria a largo plazo y la conciencia, es relativamente grande y dominante en comparación con otras estructuras cerebrales.

La forma en que la corteza se construye en el cerebro en desarrollo de un humano u otro mamífero está lejos de ser completamente comprendida. Pero los científicos saben que al principio del desarrollo cortical, las células precursoras llamadas células gliales radiales (RGC) aparecen en la parte inferior de la corteza en desarrollo en un patrón regularmente espaciado o en mosaico. Cada RGC brota una única estructura similar a un tallo, llamada proceso basal que se extiende hasta la parte superior de la corteza. Colectivamente, estos RGC y sus procesos basales forman un andamio, muy parecido a los andamios de un sitio de construcción.

Los RGC se dividen para formar neuronas corticales jóvenes, y estas neuronas bebés suben al andamio para encontrar sus lugares adecuados en el cerebro en desarrollo. La corteza, gracias a este sistema de andamiaje, normalmente desarrolla una estructura muy regular con seis capas distintas de neuronas necesarias para la formación normal de circuitos corticales neurales funcionales.

Anton y sus colegas descubrieron que se necesita un gen que codifique una proteína llamada Memo1 para organizar el andamio de células gliales radiales en mosaico. También se han encontrado mutaciones en el gen Memo1 en algunas personas con autismo y se sospecha que causan la afección. Para explorar el papel de Memo1 en el desarrollo del cerebro y el autismo, el equipo de Anton diseñó primero ratones en los que el gen Memo1 se elimina temprano en el desarrollo del cerebro en los RGC.

Descubrieron que el andamio RGC resultante está interrumpido. El proceso basal en forma de tallo de cada RGC formó demasiadas ramas y ya no forma un andamio guía, lo que resulta en un desplazamiento erróneo neuronal y capas desorganizadas. Los científicos rastrearon este efecto negativo, en parte, hasta los microtúbulos inestables, que normalmente ayudan a reforzar la estructura del andamio y sirven como vías de ferrocarril para el tráfico interno de moléculas clave necesarias para la función de RGC.


Curiosamente, los estudios del cerebro de niños con autismo encontraron parches de desorganización neuronal similar. Luego, los científicos analizaron las mutaciones del gen MEMO1 informadas recientemente en individuos con comportamientos de autismo y discapacidades intelectuales. Descubrieron que la mutación genética humana MEMO1 resultó en una forma abreviada de la proteína Memo1 y esto puede interrumpir el desarrollo de RGC

Apoyando aún más la conexión del autismo, Anton y sus colegas descubrieron que los ratones que carecían de Memo1 en sus RGC se comportaron de manera anormal, mostrando una falta de actividad exploratoria similar a la observada en algunas personas con autismo.

Los hallazgos en general sugieren que el autismo asociado a Memo1 puede conectarse al cerebro muy temprano en el desarrollo que otras formas de autismo con orígenes en la diferenciación neuronal y la conectividad interrumpidas.

"Para los trastornos del desarrollo cerebral como el TEA, es importante comprender los orígenes del problema, incluso si todavía estamos lejos de poder corregir las alteraciones del desarrollo que ocurren en el útero", dijo Anton. "Necesitamos este conocimiento fundamental para llegar realmente a las causas de estas afecciones y, finalmente, desarrollar mejores estrategias de diagnóstico o terapéuticas".

Anton y sus colegas continúan evaluando MEMO1 en el desarrollo cortical y el autismo, y a medida que se identifican más mutaciones humanas en esta familia de genes y otros genes ASD, planean pasar de los experimentos en ratones al estudio de los organoides del cerebro humano, una especie de mini cerebros que se pueden cultivar a partir de células madre derivadas de pacientes con mutaciones relacionadas con ASD.



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